Изотопы аргона

Изото́пы арго́на — разновидности химического элемента аргона с разным количеством нейтронов в атомном ядре. Известны изотопы аргона с массовыми числами от 29 до 54 (количество протонов 18, нейтронов от 11 до 36) и один ядерный изомер.

Аргон в земной атмосфере состоит из трех стабильных изотопов:

Почти весь 40Ar возник на Земле в результате распада радиоактивного изотопа 40K по схеме электронного захвата:

Один грамм природного калия, с концентрацией радиоактивного изотопа 40K 0,012 ат.% в течение года порождает приблизительно 1,03·107 атомов 40Ar. Таким образом, в минералах, содержащих калий, постепенно накапливается изотоп 40Ar, удерживаемый в кристаллических решётках, что позволяет по соотношению концентраций 40Ar/40K в минералах определить момент их кристаллизации. Этот калий-аргоновый метод является одним из основных методов ядерной геохронологии[3].

Вероятные источники происхождения изотопов 36Ar и 38Ar — неустойчивые продукты спонтанного деления тяжёлых ядер, а также реакции захвата нейтронов и альфа-частиц ядрами лёгких элементов, содержащихся в урано-ториевых минералах:

Подавляющая часть космического аргона состоит из изотопов 36Ar и 38Ar. Это вызвано тем обстоятельством, что калий распространен в космосе примерно в 50 000 раз меньше, чем аргон (на Земле калий преобладает над аргоном в 660 раз). Примечателен произведенный геохимиками подсчет: вычтя из аргона земной атмосферы радиогенный 40Ar, они получили изотопный состав, очень близкий к составу космического аргона[2].

Таблица изотопов аргона
Символ
нуклида		 Z(p) N(n) Масса изотопа[4]
(а. е. м.)		 Избыток массы[4]
(кэВ)		 Период
полураспада[5]
(T1/2)		 Спин и чётность
ядра[5]		 Распространённость
изотопа в природе[5]
(%)
Энергия возбуждения (кэВ)
30Ar 18 12 30,021560(320)# 20080(300)# < 20 нс 0+
31Ar 18 13 31,012120(220)# 11290(210)# 14,4(6) мс 5/2(+#)
32Ar 18 14 31,9976380(19) −2200,2(18) 98(2) мс 0+
32Arm[5] 5600(100)# 3400(100)#  ? 5−
33Ar 18 15 32,9899257(5) −9384,1(4) 173,0(20) мс 1/2+
34Ar 18 16 33,9802712(4) −18377,2(4) 845(3) мс 0+
35Ar 18 17 34,9752576(8) −23047,4(7) 1,775(4) с 3/2+
36Ar 18 18 35,967545106(29) −30231,540(27) стабилен 0+ 0,3365(30)
37Ar 18 19 36,96677632(22) −30947,66(21) 35,04(4) дня 3/2+
38Ar 18 20 37,9627324(4) −34714,6(3) стабилен 0+ 0,0632(5)
39Ar 18 21 38,964313(5) −33242(5) 269(3) лет 7/2−
40Ar 18 22 39,9623831225(29) −35039,8960(27) стабилен 0+ 99,6003(30)
41Ar 18 23 40,9645006(4) −33067,5(3) 109,61(4) мин 7/2−
42Ar 18 24 41,963046(6) −34423(6) 32,9(11) лет 0+
43Ar 18 25 42,965636(6) −32010(5) 5,37(6) мин (5/2−)
44Ar 18 26 43,9649240(17) −32673,1(16) 11,87(5) мин 0+
45Ar 18 27 44,9680400(6) −29770,6(5) 21,48(15) с (1,3,5)/2−
46Ar 18 28 45,968090(40) −29720(40) 8,4(6) с 0+
47Ar 18 29 46,972190(110) −25910(100) 580(120) мс 3/2−#
48Ar 18 30 47,974540(320)# −23720(300)# 500# мс 0+
49Ar 18 31 48,980520(540)# −18150(500)# 170(50) мс 3/2−#
50Ar 18 32 49,984430(750)# −14500(700)# 85(30) мс 0+
51Ar 18 33 50,991630(750)# −7800(700)# 60(>200 нс)# мс 3/2−#
52Ar 18 34 51,996780(970)# −3000(900)# 10# мс 0+
53Ar 18 35 53,004940(1070)# 4600(1000)# 3# мс 5/2−#

Пояснения к таблице
  • Индексами 'm', 'n', 'p', 'q' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и количества нейтронов в ядре N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания
  1. Фастовский В. Г., Ровинский А. Е., Петровский Ю. В. Глава первая. Открытие. Происхождение. Распространенность. Применение // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Атомиздат, 1972. — С. 3—13. — 352 с. — 2400 экз.
  2. Финкельштейн Д. Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 76—110. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз.
  3. Пруткина М. И., Шашкин В. Л. Справочник по радиометрической разведке и радиометрическому анализу. М.: Энергоатомиздат, 1984, 167 с. (стр. 9)
  4. Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — .
  5. Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — .
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.